[发明专利]氧化物型半导体材料及溅镀靶

说明书

技术领域

本发明是有关于用以形成构成液晶显示器等显示装置的半导体组件的半导体材料，特别是有关于含有Zn氧化物与Sn氧化物的氧化物型半导体材料。

背景技术

近年来，以液晶显示器为代表的薄型电视等显示装置明显有生产量增加、大画面化的倾向。而作为这些显示装置，使用薄膜晶体管(Thin Film Transistor，以下略称为TFT)作为转换组件(switching device)的主动矩阵型(active matrix type)液晶显示器正在广范普及。

以此种TFT作为转换组件的显示装置，是使用氧化物型半导体材料作为其构成材料。而透明氧化物半导体材料的一的IGZO(In-Ga-Zn-O系氧化物)正作为该氧化物型半导体材料受到注目(请参见专利文献1)。由于该IGZO有仅次于传统使用的多晶硅(silicon)的高载体移动性(carrier mobility)，而如非晶硅(a-Si；amorphous silicon)般TFT特性的特性变动小，故作为今后有前景的半导体材料而开始被广泛利用。

然而，薄型电视等液晶显示器的显示方式正发生改变。具体而言，除了平面显示(2D)以外，是提供可立体显示(3D)的液晶显示器。该立体显示(3D)型的液晶显示器是利用转换液晶，而通过调控使显示画面的左右侧可看见不同的图像而达成。因此，为了此种立体显示型液晶显示器，正寻求可以达成响应速度更为高速的转换组件。

为了对应此种液晶显示器的显示方式的变化，正在进行多种如IGZO的氧化物型半导体材料的开发。对高反应速度的TFT而言，高载体移动性是为重要。举例而言，IGZO的载体移动性是比a-Si大上1到2位数，其载体移动度为5至10cm²/Vs左右。因此，虽然该IGZO即可使用作为立体显示型液晶显示器的转换组件的TFT构成材料，但为了达成更高规格(high spec)的液晶显示器，而正寻求能够达成更高反应速度的TFT构成材料。

再，此种IGZO是被指摘因为在形成TFT时需进行350℃以上的退火处理(annealing treatment)，故难以利用于如采用可挠性衬底等的有机EL面板或电子纸(electronic paper)般无法高温热处理的显示装置。

更进一步地就资源问题和对人体及环境的影响而言，並且就寻求不使用In或Ga的氧化物型半导体材料而言，也需开发IGZO的替代材料。

作为该IGZO的替代材料，举例而言，已揭示有含Zn氧化物与Sn氧化物的氧化物型半导体材料(ZTO：Zn-Sn-O系氧化物)(专利文献2、专利文献3、专利文献4)。这些背景技术的ZTO，虽然是为了达成高载体移动性而开发，却未检讨TFT形成时的热处理温度，而未厘清对于有机EL面板或电子纸等的可适用性。因此，现状为仍寻求着更进一步改善作为IGZO的替代材料的ZTO。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本发明专利第4164562号说明书

[专利文献2]日本特开2009-123957号公报

[专利文献3]日本特开2010-37161号公报

[专利文献4]日本特开2010-248547号公报。

发明内容

（发明欲解决的课题）

本发明是以上述的状况为背景，目的为公开一种含Zn氧化物及Sn氧化物的氧化物型半导体材料(ZTO：Zn-Sn-O系氧化物)，以作为IGZO的替代材料，其是具有与IGZO同等或以上的10cm²/Vs左右的高载体移动性，并且不需要300℃以上高温热处理。

（解决课题的手段）

为了解决所述课题，本发明的发明人等，对含有Zn氧化物及Sn氧化物的氧化物型半导体材料中所含有的掺杂剂(dopant)进行种种检讨，发现在掺杂某些特定元素时，即可制作出具有高载体移动性而不需高温热处理也可驱动的TFT的ZTO膜。

本发明的特征是含有Zn氧化物及Sn氧化物的氧化物型半导体材料，并含有Mg(镁)、Ca(钙)、La(镧)、Y(钇)中的任一种以上作为掺杂剂，该掺杂剂的含量是相对于作为金属元素的Zn(锌)、Sn(锡)、掺杂剂的各原子数的合计的掺杂剂的原子比为0.09以下。